JP2007141274A - 再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 再生信号に精度よく位相ロックしたクロックを生成する。
【解決手段】 一定周期でウォブリングすることでアドレス情報が重畳されたディスク状記録媒体上のトラックに対して光ビームを照射し、その反射光を用いて前記トラックのウォブリング周期に関連した周波数成分を含むウォブル信号と、前記トラックに記録された情報データを含む再生信号とを生成する読み取り手段と、前記再生信号を用いて前記再生信号に位相同期したクロックを生成するクロック生成手段と、前記ウォブル信号を用いてアドレス情報を検出するアドレス検出手段と、前記ウォブル信号と前記クロックとの位相差を検出し、この位相差検出結果を用いて前記アドレス検出手段のアドレス検出動作を制御する制御手段とを備える。
【選択図】 図４

Description

本発明は再生装置に関し、特にディスク状記録媒体よりデータを再生する装置に関する。

近年、ＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）、ブルーレイディスクなどの高密度光ディスクが開発されている。

この種のディスクでは、ディスク上にスパイラル状にグルーブ（溝）が形成され、この溝を記録再生トラックとして光ビームを照射することで情報データの書き込み、読み出しを行う。また、ディスク上のアドレスを重畳する目的や、再生時のクロックを得るため、ディスク上のグルーブは一定周期で蛇行（ウォブリング）した形態で予め形成されている。再生時には、このウォブリングしているトラックに対して光ビームを照射し、その反射光よりウォブリング周期に関連したクロックを生成すると共にアドレス情報を読み取り、また、反射光に含まれる情報データに位相同期したクロックを生成してデータを検出している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２３７１３８

しかしながら、特許文献１の構成では、再生ＲＦに比べて周波数が低いウォブル信号を用いて再生クロックを生成するため、クロックの周波数精度が低く、再生データの品質が低くなってしまうという問題がある。

本発明はこの様な問題を解決し、再生信号に精度よく位相同期したクロックを得ることができる装置を提供することを目的とする。

本発明は、一定周期でウォブリングすることでアドレス情報が重畳されたディスク状記録媒体上のトラックに対して光ビームを照射し、その反射光を用いて前記トラックのウォブリング周期に関連した周波数成分を含むウォブル信号と、前記トラックに記録された情報データを含む再生信号とを生成する読み取り手段と、前記再生信号を用いて前記再生信号に位相同期したクロックを生成するクロック生成手段と、前記ウォブル信号を用いてアドレス情報を検出するアドレス検出手段と、前記ウォブル信号と前記クロックとの位相差を検出し、この位相差検出結果を用いて前記アドレス検出手段のアドレス検出動作を制御する制御手段とを備える。

本発明によれば、再生信号に精度よく位相ロックしたクロックを生成することができる。

図１は、本発明の実施形態における記録再生装置１００の構成を示す図である。

図１の記録再生装置１００は、相変化記録媒体である光ディスクＤに対して光りビームを照射してデータを記録再生する。

図１において、１０１は画像データなどのデータを入力する入力部である。１０２は入力されたデータに対して同期、ＩＤなどの各種のデータを付加して記録に適した形態に変換すると共に、再生されたデータから元のデータを検出する信号処理部である。１０３は信号処理部１０２から出力されたデータを変調するデータ変調部、１０４は変調されたデータに応じて光ビームの点灯を制御する発光制御部である。１０５は光学ユニットであり、光ビームを照射する発光部１０６、ディスクＤからの反射光を受ける受光部１０７、光学レンズ１０８から構成される。１０９は受光部１０７の出力より再生ＲＦ信号を検出するＲＦ検出部、１１０は再生ＲＦ信号を復調してデジタルデータを検出するデータ復調部である。１１１は信号処理部１０２により処理されたデータを外部に出力する出力部である。１１２は受光部１０７の出力を用いてウォブル信号を生成するウォブル検出部、１１３はウォブル信号を用いてディスクＤのアドレスを検出するアドレス検出部である。１１４は各部を制御するＣＰＵ、１１５はスピンドルモータ１１９を制御するための制御情報を格納した速度テーブルである。１１６はＲＦ検出部１０９からのＲＦ信号と、ウォブル検出部１１２からのウォブル信号とを用いてクロックを生成するクロック生成部である。１１７はＣＰＵ１１４からの出力に応じてスピンドルモータ１１８を制御する回転制御部、１１８はディスクＤを回転させるスピンドルモータである。

受光部１０７は、４分割のセンサー、加算器、差動アンプから構成されている。４分割のセンサーの出力を用いてプッシュプル信号が生成され、ウォブル信号（ＷＢＬ）として出力される。また、プッシュイン信号が生成され、ＲＦ信号として出力される。ＷＢＬはトラッキング制御やウォブルの検出、クロックの生成に使用され、ＲＦはデータの再生やクロックの生成に使用される。

記録時の動作について説明する。記録開始に先立ってＣＰＵ１１４は、光学ユニット１０５を目的の記録開始位置近辺まで移動させる。また、ＣＰＵ１１４は目的の記録開始位置近辺のアドレスに対応した回転速度の情報を速度テーブル１１５から読み出し、ディスクＤが目的の回転数になるように回転制御部１１７を用いてモータ１１８を回転させる。

また、ＣＰＵ１１４は発光制御部１０４を制御して発光部１０６によりレーザビームを発光させ、光学レンズ１０６を通してディスクＤに照射する。ディスクＤで反射されたレーザ光は光学レンズ１０８を経由して受光部１０７で受光され、ＷＢＬとＲＦ信号を得る。ウォブル検出部１１２でＷＢＬからウォブル波形が検出され、クロック生成部１１６において、検出されたウォブル波形に位相ロックしたクロックを生成する。これに関しては後述する。

クロック生成部１１６でディスクＤのウォブルに同期したクロックが生成されると、ＣＰＵ１１４は正確な線速度一定の回転制御を行うべく、生成されたクロックを所定時間毎にカウントする。そして、常に所定のカウント数になるように回転制御部１１７を通してモータ１１８を制御し、ディスクＤが正確に線速度一定となるＣＬＶ制御を行う。

ウォブル検出部１１２で検出されたウォブル信号からアドレス検出部１１３でアドレス情報を検出する。そして、アドレス検出部１１３により検出されたアドレスに基づき、ＣＰＵ１１４は、目的の記録アドレスに達したら、記録データを信号処理部１０２で記録用のフォーマットに変換してデータ変調部１０３に送る。データ変調部１０３では、クロック生成部１１６からのクロックに従って入力されたデータを１−７変調されたチャネルルデータに変換し、発光制御部１０４に送る。発光制御部１０４は変調されたデータに応じて発光部１０４によるレーザビームの照射を制御し、光学レンズ１０８を通してディスクＤにレーザビームを照射することで、データを記録する。またこの時も、先ほどと同様にウォブル検出部１１２でウォブル信号が検出されクロック生成部１１６でクロックが生成され、アドレス検出部１１２でディスクＤのアドレス情報が検出され続けている。

クロックとウォブルとアドレスの関係を図２に示す。本実施形態では、クロックＰＣＬＫの周波数を６６ＭＨｚとしている。そして、この６６ＭＨｚのクロックに従って記録されるサンプルが６９クロック長集まって１ウォブルを形成する。そして、５６ウォブルで１ユニットを形成し、８３ユニットで１アドレスを形成する。

そして、１ユニットにつき１ビットのアドレス情報を埋め込み、１つのアドレス期間で８３ビットの情報ビットが埋め込まれている。

図２に示すように、６６ＭＨｚの記録クロックの６９クロック長である１ウォブルが、５６ウォブル集まって１ユニットを形成し、８３ユニットで１アドレスを形成する。１アドレスあたり８３ビットの内、アドレスビットの割り当ては２４ビットで、残りは他の情報やエラー訂正用の情報ビットであり。ディスク全体として２４ビットのアドレス空間（０ｘＦＦＦＦＦＦ）となる。

ここで、図３を用いて、ウォブルにどのようにしてデータ情報を埋め込んでいるか説明する。

図３（Ａ）、（Ｂ）は１ユニットを示した図であり、１マス（区間）が１ウォブル（６９クロック長）に相当する。

図３（Ａ）のウォブルが形成されていれば「ビット０」を表し、図５（Ｂ）のウォブルが形成されていれば「ビット１」を表し、このように１ユニットで１ビットの情報を表すことが可能となっている。

８３ユニット集まった情報ビットの集まりで一つのアドレス情報を表現する。図３（Ｂ）において大部分の区間（Ｋ４〜Ｋ１１、Ｋ１５〜Ｋ５６）はｃｏｓｗｔ（パターンａ）であり、Ｋ１およびＫ１３にはＭＳＫマークと呼ばれる位相の反転した−ｃｏｓｗｔ（パターンｃ）が埋め込まれている。その前後にはｃｏｓｗｔと−ｃｏｓｗｔを滑らかにつなぐためにｃｏｓ１．５ｗｔ（パターンｂ）がＫ１及びＫ１２、−ｃｏｓ１．５ｗｔ（パターンｄ）がＫ３およびＫ１４に各々埋め込まれている。埋め込まれたＭＳＫマークの間隔の違いによって「ビット０」なのか「ビット１」なのかを表し、８３ユニットで１アドレス情報を検出できるようにしている。

図３（Ｃ）は、図３（Ｂ）の区間Ｋ９〜Ｋ１６のウォブル波形の様子を示した図である。

再生時においても、ＣＰＵ１１４は、目的のアドレスを検出するまでは、記録動作で説明した目的アドレス検出動作と同様の動作を行う。目的アドレスに達したら、受光部１０７のＲＦ信号からＲＦ検出部でＲＦ再生データを検出する。そして、データ復調部１１０でＲＦデータを復調し、信号処理部１０２で元のデータに変換する。

このとき、本実施形態では、クロック生成部１１６により、再生ＲＦ信号を用いて再生データに位相ロックしたクロックを生成する。

即ち、ディスクＤに対するビームの照射を開始した後、再生ＲＦ信号が得られるまでの間は、クロック生成部１１６によりウォブル信号を用いてクロックを生成する。そして、再生ＲＦ信号が得られた後、ＲＦ信号を用いてクロックを生成するよう切り替える。

図４はクロック生成部１１６の構成を示す図である。以下、クロック生成部１１６によるクロック生成動作について説明する。

まず、記録時及び、再生時に再生ＲＦ信号が得られていない状態での動作について説明する。

このとき、ＣＰＵ１１４は、セレクタ４１０をａ−ｃ接続して分周器１０７の分周出力をｓｉｎ波生成部４１２に入力すると共に、セレクタ４２１をａ−ｃ接続し、ウォブル信号によるＰＬＬループを形成する。乗算器１１０の一方の入力端には、フィルタ４０１でフィルタリングされたＷＢＬ信号をＡ／Ｄコンバータ４０２でデジタル信号に変換したウォブル信号が入力されている。もう一方の入力端には、ＶＣＯ４２２により生成されたクロックが分周器４０８で６９分周され、それに基づきｓｉｎ波生成部４１２で生成されたｓｉｎ波が入力される。乗算器４１３はこれらの信号を乗算し、ウォブル信号による位相誤差を検出する。

乗算器４１３の位相誤差出力をループフィルタとなるフィルタ４１４でフィルタリングし、セレクタ４２１を介してＶＣＯ４２２に供給する。ＶＣＯ４２２はフィルタ４１４１の出力に応じた周波数のクロックを生成する。これにより、ウォブルに同期し６９逓倍されたクロックが生成される。

図５はその時の各部の信号波形であり、（１）はｓｉｎ波生成部４２１の出力、（２）はＡ／Ｄコンバータ４０２の出力、（３）は乗算器４１３の出力、（４）はフィルタ４１４の出力である。各出力はデジタル値であるが、分かり易いように波形で表示してある。区間２−３はＭＳＫマークである。フィルタ４１４はＭＳＫマークを遮断せしめる周波数特性とし、基本キャリアの位相誤差のみを検出するようになっている。

次に、ＭＳＫマークの検出について説明する。ＶＣＯ４２２の出力を分周器４０８で分周した信号からｃｏｓ生成部１０３でｃｏｓ波を生成し、乗算器４０５に送る。乗算器４０５はこのｃｏｓ波とウォブル信号であるＡ／Ｄコンバータ４０２の出力とを乗算し、フィルタ４０６でＭＳＫマークを抽出する。

図６（Ａ）はそのときの各部の波形であり、（１）はｃｏｓ生成部４０４の出力、（２）はＡ／Ｄコンバータ４０２の出力、（３）は乗算器４０５の出力、（４）はフィルタ４０６の出力である。フィルタ４０６はＭＳＫマークを検出できるようバンドバスフィルタで構成されている。ビット判定部４０７は、抽出したＭＳＫマーク間のクロック数をカウントしており、図３の（Ａ）なのか（Ｂ）なのかを判定してビット検出し、アドレス検出部１１３に送る。

次に、再生ＲＦ信号が得られている時の動作を説明する。

ＣＰＵ１１４は、セレクタ４１０をｂ−ｃ接続し、位相シフト部４０９により分周器１０７の出力を位相シフトしたものを、位相誤差検出部４１１とＭＳＫ検出部４０３に出力する。また、ＣＰＵ１１４はセレクタ４２１をｂ−ｃ接続し、再生ＲＦ信号を用いたクロック生成に切り替える。

再生ＲＦ信号はフィルタ４１６でフィルタリングされた後、Ａ／Ｄコンバータ４１７でデジタル信号に変換される。そして、波形等化部４１８で波形等化した後、位相差検出器４１９でクロックとＲＦ信号の位相誤差を検出してフィルタ４２０に送る。フィルタ４２０はループフィルタであり、位相誤差信号をフィルタリングし、セレクタ４２１を介してＶＣＯ４２２に送る。ＶＣＯ４２２はフィルタ４２０の出力に応じた周波数のクロックを生成する。

このように生成されたＶＣＯ４２２の出力であるクロックは、再生ＲＦ信号を用いて生成されているので、そのままでは分周器４０８の位相とウォブル信号の位相とは同期していない。

図６（Ｂ）は、ウォブル信号と分周器４０８の出力とが９０度位相がずれている場合の波形を示した図である。図６（Ｂ）より明らかな様に、乗算器４０５の出力からＭＳＫマークを検出することは困難である。

そこで、フィルタ４１４の出力であるウォブル位相誤差信号のレベルを位相誤差レベル判定部４１５でレベル判定し、その位相誤差量に応じて位相シフト部４０９による位相シフト量を調整する。これにより、クロックは再生ＲＦ信号から生成したまま、ウォブルの位相と位相シフト部４０９の位相を同期させることができる。

具体的には、フィルタ４１４からの出力レベルに応じて、位相シフト回路４０９による位相シフトの方向、及びシフト量（遅延時間）を決定する。ウォブルの位相と同期した位相シフト部４０９の出力からＭＳＫ検出部のｃｏｓ波生成部４０４でｃｏｓ波を生成することで、記録時と同様にＭＳＫ検出部４０３でＭＳＫマークを検出可能となる。

この様に、本実施形態によれば、再生時のクロックを生成する際、ウォブル信号に比べて周波数が高い再生ＲＦ信号を用いてクロックを生成するため、再生信号に精度よく位相ロックしたクロックを生成することができる。

また、このとき、ウォブル信号とクロックとの位相誤差に基づいてＭＳＫ検出のためのｃｏｓ波信号の生成に用いるクロックの位相を調整するので、正確にＭＳＫ信号を検出することが可能となる。

そして、ＣＰＵ１１４において、想定していたアドレスと検出したアドレスとの不一致を検出した場合は、再生位置（アドレス）に異常が生じたとして、再生動作を停止する。

もしくは、外乱等により再生位置（アドレス）のスキップ等が生じたとして、回転モータ１１８をクロックのカウント結果に基づいて行っていた回転制御から、速度テーブル１１５に基づいた検出されたアドレスによる回転制御を行って、そのまま引き続いて再生動作を行っても良い。

なお、図４の実施形態では、セレクタ４１０により、分周器４０８の出力と位相シフト部４０９の出力を選択して出力する構成とした。しかし、常に位相シフト部４０９を介して分周器４０８の出力を供給する構成とし、再生ＲＦ信号が得られていない場合には位相シフト量を固定値とし、再生ＲＦ信号が得られている場合に位相シフト量を変更する構成としてもよい。

本発明の実施形態としての記録再生装置の構成を示す図である。 クロックとウォブルとアドレスの関係を示す図である。 ウォブルに埋め込まれている情報の様子を示す図である。 クロック生成部の構成を示す図である。 クロック生成部における各部の信号波形を示す図である。 クロック生成部における各部の信号波形を示す図である。

Claims (7)

1. 一定周期でウォブリングすることでアドレス情報が重畳されたディスク状記録媒体上のトラックに対して光ビームを照射し、その反射光を用いて前記トラックのウォブリング周期に関連した周波数成分を含むウォブル信号と、前記トラックに記録された情報データを含む再生信号とを生成する読み取り手段と、
   前記再生信号を用いて前記再生信号に位相同期したクロックを生成するクロック生成手段と、
   前記ウォブル信号を用いてアドレス情報を検出するアドレス検出手段と、
   前記ウォブル信号と前記クロックとの位相差を検出し、この位相差検出結果を用いて前記アドレス検出手段のアドレス検出動作を制御する制御手段とを備える再生装置。
2. 前記クロックを前記ウォブル信号の周波数に従って分周する分周器と、前記分周器の出力の位相を調整する位相調整手段とを備え、前記アドレス検出手段は前記位相調整手段の出力と前記ウォブル信号を用いて前記アドレスを検出し、前記制御手段は前記位相差に基づいて前記位相調整手段による調整量を制御することを特徴とする請求項１記載の再生装置。
3. 前記制御手段は、前記位相調整手段の出力と前記ウォブル信号とを用いて前記位相差を検出することを特徴とする請求項２記載の再生装置。
4. 前記アドレス検出手段は、前記位相調整手段の出力に基づいて正弦波状信号を生成する手段と、前記正弦波状信号と前記ウォブル信号とを乗算する乗算器とを有し、前記乗算器の乗算結果を用いて前記アドレス情報を検出することを特徴とする請求項２記載の再生装置。
5. 前記クロック生成手段は、前記読み取り手段より前記再生信号が得られず、且つ、前記ウォブル信号が得られている場合には、前記再生信号に代えて前記ウォブル信号を用いて前記ウォブル信号に位相同期したクロックを生成することを特徴とする請求項１記載の再生装置。
6. 一定周期でウォブリングするディスク状記録媒体上のトラックに対して光ビームを照射し、その反射光を用いて前記トラックのウォブリング周期に関連した周波数成分を含むウォブル信号と、前記トラックに記録された情報データを含む再生信号とを生成する読み取り手段と、
   前記ウォブル信号と再生クロックとの間の位相誤差を検出する第１の位相差検出手段と、
   前記再生信号と前記再生クロックとの間の位相誤差を検出する第２の位相差検出手段と、
   前記第１の位相差検出手段の出力と前記第２の位相差検出手段の出力の一方を選択的に用いて前記再生クロックを生成するクロック生成手段と、
   前記クロックを前記ウォブル信号の周波数に従って分周する分周器と、
   前記分周器の出力の位相をシフトする位相シフト手段と、
   前記分周器の出力と前記位相シフト手段の出力の一方を選択的に用いて前記トラックに重畳されたアドレス情報を検出するアドレス検出手段と、
   前記クロック生成手段が前記第１の位相差検出手段の出力を用いて前記クロックを生成すると共に前記アドレス検出手段が前記分周器の出力を用いて前記アドレスを検出する第１のモードと、前記クロック生成手段が前記第２の位相差検出手段の出力を用いて前記クロックを生成すると共に前記アドレス検出手段が前記位相シフト手段の出力を用いて前記アドレスを検出する第２のモードとを切り替えるモード切り替え手段とを備えたことを特徴とする再生装置。
7. 前記モード切り替え手段は、前記読み取り手段により前記ウォブル信号と前記再生信号とが共に得られた場合に前記第２のモードを選択し、前記読み取り手段より前記再生信号が得られず、且つ、前記ウォブル信号が得られている場合には前記第１のモードを選択することを特徴とする請求項６載の再生装置。
   

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